PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005029381B4 26.04.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Probe
Anmelder Olympus Soft Imaging Solutions GmbH, 48149 Münster, DE
Erfinder Tümpner, Jürgen, Dr., 48167 Münster, DE
Vertreter Andrejewski, Honke & Sozien, 45127 Essen
DE-Anmeldedatum 24.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005029381
Offenlegungstag 04.01.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.04.2007
IPC-Hauptklasse G02B 21/26(2006.01)A, F, I, 20060223, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Abtastung einer Probe mit einer Verstelleinheit sowie einer Abtasteinrichtung, wonach die Probe mittels der von einer Steueranlage beaufschlagten Verstelleinheit gegenüber der Abtasteinheit bewegt wird, oder umgekehrt, und wonach mittels eines Probensensors ein Bewegungsfenster für die Verstelleinheit definiert wird, innerhalb dessen mechanische Kollisionen mit der Abtasteinrichtung ausgeschlossen sind.

Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Ausgestaltung wird in der DE 102 39 794 A1 vorgestellt. Hier geht es um eine Messvorrichtung, die mit einer Schutzeinrichtung ausgerüstet ist, welche verhindert, dass ein Bewegungsteil mit einem Objekt zusammenstößt. Die Schutzeinrichtung verfügt über einen Schutzeinrichtungskörper und einen Sensor, der von dem Schutzeinrichtungskörper über eine vorgegebene Länge hervorsteht, um einen Abstand zwischen dem Objekt und dem Schutzeinrichtungskörper durch seine elastische Deformation bei Berührung mit dem Objekt abzutasten.

Vergleichbar geht die JP 022 47 967 A vor. Denn hier ist eine Elektrode realisiert, welche bei Berührung mit einer Probe einen elektrischen Stromkreis schließt und somit einen Alarm ausgibt, um eine weitere Bewegung der Verstelleinheit zu verhindern.

Im Rahmen der AT-PS 197 096 wird schließlich ein Mikroskopobjektiv mit Schutzvorrichtung vorgestellt. In diesem Fall ist ein die Optik tragendes Teil gegenüber einem Fassungsteil in axialer Richtung gegen Federkraft verschiebbar angeordnet. Bei der Verschiebung des die Optik tragenden Teiles wird ein Kontakt betätigt, welcher seinerseits ein akustisches oder ein optisches Signal auslöst.

Beim Stand der Technik ist es grundsätzlich erforderlich, dass zwischen den verschiedenen und unterschiedlich gestalteten Probensensoren und der Probe ein mechanischer Kontakt zustande kommt. Das ist bei hochsensiblen Proben nachteilig, weil diese hierdurch – auch bei nur geringfügiger Berührung – beschädigt werden können.

Im Allgemeinen wird zur optischen Abtastung der Probe diese zumeist hinsichtlich ihrer Transmission untersucht. Grundsätzlich sind auch Reflexionsmessungen möglich. Bei der jeweiligen Probe mag es sich um eine biologische Probe, einen Zellschnitt oder auch eine werkstoffwissenschaftliche Probe, wie einen Materialschnitt handeln.

Üblicherweise erfasst die Abtasteinrichtung immer nur einen bestimmten Ausschnitt der Probe mit der gewünschten Auflösung. Folglich sorgt die Verstelleinheit dafür, dass mit der Abtasteinrichtung aufgenommene Einzelbilder zu wenigstens einem Gesamtbild in der Steueranlage zusammengesetzt werden. Das ist jedoch nicht zwingend.

In jedem Fall verfügt die Abtasteinrichtung größtenteils über eine Optikeinheit und eine Aufzeichnungseinheit. Bei der Optikeinheit handelt es sich nicht einschränkend um ein oder mehrere Mikroskopobjektive, während die Aufzeichnungseinheit beispielsweise als CCD-Chip (CCD = charge coupled device) ausgeführt ist oder einen solchen beinhaltet. Die Aufzeichnungseinheit bzw. der CCD-Chip befindet sich regelmäßig in der Bildebene des zugehörigen Mikroskopobjektives, um das Einzelbild aufzunehmen und an die Steueranlage zu übergeben. Die Steueranlage liest ihrerseits die Aufzeichnungseinheit aus und speichert das jeweilige Einzelbild ab. Nachdem alle Einzelbilder erfasst worden sind, werden diese zu dem einen oder den mehreren Gesamtbildern zusammengesetzt.

Üblicherweise wird die Probe mit Hilfe der Verstelleinheit gegenüber der Abtasteinrichtung bewegt. Dazu wird die Probe regelmäßig von einem Probentisch gehalten, welcher seinerseits über Verstelleinrichtungen bzw. Stellvorrichtungen bewegt wird. Dabei findet meistens nicht nur eine Bewegung in X-/Y-Ebene statt, um die jeweiligen Einzelbilder aufzunehmen und in der Steueranlage abzulegen. Tatsächlich sorgt die Verstelleinheit üblicherweise auch noch für eine Verstellung in Z-, also Höhenrichtung, welche immer dann erforderlich ist, wenn beispielsweise mit Hilfe des Mikroskopobjektives bzw. der Optikeinheit fokussiert werden soll. Dabei kann die Fokussierung sowohl automatisch als auch manuell vorgenommen werden. Im erstgenannten Fall wird der Bildkontrast mit Hilfe von Grauwertabweichungen untersucht und das kontrastreichste Bild als zum Focus gehörig qualifiziert. Daneben ist natürlich auch eine manuelle Fokussierung möglich. Ebenso umfasst die Erfindung Abwandlungen dergestalt, dass nicht die Verstelleinheit bzw. der Probentisch gegenüber der Abtasteinrichtung bewegt wird, sondern die Abtasteinrichtung ergänzend oder alternativ gegenüber der Verstelleinheit. Selbstverständlich ist auch beides möglich, wie der letztgenannte Anwendungsfall deutlich macht.

Dann wird der Probentisch in X-/Y-Ebene bewegt, wohingegen die Abtasteinrichtung eine Bewegung in Z-Richtung erfährt. Bei einer solchen Variante und auch ansonsten besteht die Gefahr, dass die Probe unbeabsichtigt beschädigt wird. Das ist besonders schmerzlich für den Fall, dass es sich bei der Probe um ein besonders wertvolles Einzelstück oder eine lebende Zellkultur handelt, die durch einen solchen Vorgang unwiederbringbar zerstört werden kann. Hier setzt die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Ausgestaltung so weiter zu entwickeln, dass Probenbeschädigungen in jedem Fall ausgeschlossen werden können. Außerdem soll eine entsprechend geeignete Vorrichtung angegeben werden.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur optischen Abtastung einer Probe vor, dass der Probensensor die Probe hinsichtlich ihrer Probendimensionen berührungslos abtastet, indem der Probensensor die Probe seitlich beleuchtet und aus dem Schattenbild auf deren Höhe schließt und folglich einen zwischen der Probe und der Abtasteinrichtung vorhandenen Freiraum erfasst. Für die Verstelleinheit wird dementsprechend ein Bewegungsfenster – zumeist innerhalb der Steueranlage – vorgegeben, so dass sich die Verstelleinheit nur innerhalb dieses Bewegungsfensters bewegen lässt bzw. beim Verlassen des Bewegungsfensters eine Alarmmeldung erfolgt.

Dabei hat es sich bewährt, wenn das Bewegungsfenster in Abhängigkeit verschiedener Parameter eingestellt wird. Zu diesen Parametern mag nicht einschränkend die Größe der Probe, die Anfangsposition und Geschwindigkeit der Verstelleinheit sowie ggf. die Ausgestaltung der Verstelleinheit gehören. In Abhängigkeit hiervon wird das Bewegungsfenster jeweils variabel eingestellt.

Mit Hilfe des Probensensors wird das besagte Bewegungsfenster definiert, wobei der Probensensor einmalig oder kontinuierlich Abstandsmesswerte zwischen der Probe und/oder der Verstelleinheit und der Abtasteinrichtung an die Steueranlage meldet.

Tatsächlich tastet der Probensensor die Probe von ihrer Größe her ab und übergibt zugehörige Probendimensionswerte an die Steueranlage. Wenn nun noch die Anfangsposition der Verstelleinheit und beispielsweise die Ausgestaltung des die Probe aufnehmenden Probentisches in der Steueranlage abgelegt sind, kann in Verbindung mit den besagten Probendimensionswerten problemlos auf den Freiraum zwischen der Probe und der Abtasteinrichtung rückgeschlossen werden. Dieser Freiraum lässt sich mit dem maximal möglichen Bewegungsfenster gleichsetzen. In der Regel begrenzt das Bewegungsfenster Bewegungen der Verstelleinheit in einer Dimension, meistens der Z-Richtung.

Wenn der Freiraum zwischen der Probe und der Abtasteinrichtung bekannt ist, kann dieser unmittelbar in Werte für das Bewegungsfenster in dieser Z-Richtung umgesetzt werden. Dabei wird man das Bewegungsfenster aus Sicherheitsgründen meist deutlich kleiner als den vorerwähnten Freiraum wählen.

Zusätzlich zu dem Probensensor hat es sich bewährt, wenn ergänzend ein Verstellsensor realisiert wird. Mit Hilfe dieses Verstellsensors lassen sich Bewegungen der Verstelleinheit – beginnend bei ihrer zuvor ermittelten Anfangsposition – erfassen. Im Beispielfall dient der Verstellsensor dazu, Bewegungen der Verstelleinheit in Z-Richtung aufzunehmen und auszuwerten. Steht das Bewegungsfenster in Z-Richtung fest, so kann mit Hilfe des Verstellsensors unmittelbar ermittelt werden, ob sich die Verstelleinheit respektive die Probe in Richtung auf eine der beiden Grenzen des Bewegungsfensters bewegt oder nicht. Dabei wird das Bewegungsfenster jeweils variabel an die Bewegung der Probe gegenüber der Abtasteinrichtung angepasst. Als Folge hiervon ändern sich natürlich auch die Abstandsmesswerte zwischen der Probe und der Abtasteinrichtung und selbstverständlich die Größe des Freiraumes.

Bewegt sich die Probe auf eine Grenze des Bewegungsfensters zu, so wird beispielsweise ein Alarmsignal akustisch und/oder optisch ausgegeben. Es kann aber auch so vorgegangen werden, dass die Probe bei Erreichen einer Grenze des Bewegungsfensters nicht mehr weiter mit Hilfe der Verstelleinheit bewegt werden kann, die Verstelleinheit folglich blockiert wird. – Der Probensensor arbeitet mit elektromagnetischen Wellen oder kann den Freiraum auch mit Hilfe von Wellenimpulsen und zugehöriger Zeitmessung abtasten.

Der Verstellsensor ist üblicherweise einer oder mehreren Verstelleinrichtungen der Verstelleinheit zugeordnet. Im Falle, dass der Verstellsensor eine Bewegung der Abtasteinrichtung bzw. des Mikroskopobjektives in Z-Richtung erfassen soll, ordnet man den Verstellsensor üblicherweise einem an dieser Stelle vorgesehenen Handrad oder einem entsprechenden Z-Antrieb zu. In erstge nanntem Fall kann der Verstellsensor als Drehwinkelgeber ausgeführt sein. In letztgenanntem Fall mag es sich um einen Wegsensor oder ähnliches handeln.

Im Ergebnis wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, welches durch Definition eines Bewegungsfensters für die Verstelleinheit sicherstellt, dass mechanische Kollisionen zwischen der Probe und der Abtasteinrichtung zuverlässig ausgeschlossen werden können. Das gelingt im Wesentlichen dadurch, dass der Freiraum zwischen der Probe und der Abtasteinrichtung ermittelt wird und als Basis zur Definition eines variablen Bewegungsfensters dient.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Probe, wie sie im Anspruch 6 beschrieben wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung werden in den Ansprüchen 7 bis 9 behandelt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch und

2 sowie 3 jeweils einen vergrößerten Ausschnitt aus 1.

In den Figuren ist eine Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Probe 1 dargestellt, bei welcher es sich nicht einschränkend um einen transparenten biologischen Gewebeschnitt handelt. Dieser wird mit Hilfe einer Weißlichtquelle W oder dergleichen durchleuchtet, die sich unterhalb einer Verstelleinheit 2, 3 befindet. Die Verstelleinheit 2, 3 setzt sich aus Stellvorrichtungen 2 sowie einem Probentisch 3 zusammen.

Mit Hilfe der Stellvorrichtungen 2 kann der Probentisch 3 im Beispielfall in X-/Y-Richtung verfahren werden, so dass unterschiedliche Bereiche der Probe 1 aufgenommen werden können. Zusätzlich lässt sich der Probentisch 3 ggf. auch in Z-Richtung verstellen. Das ist jedoch nicht dargestellt. Denn eine Relativbewegung zwischen der Probe 1 und einer Abtasteinrichtung 4, 5 in Z-Richtung wird vorliegend so bewerkstelligt, dass der Abtasteinrichtung 4, 5 eine weitere Stellvorrichtung 6 zugeordnet ist, bei welcher es sich nicht einschränkend um ein Handrad 6 in Verbindung mit einem Z-Stelltrieb handelt.

Die Abtasteinrichtung 4, 5 setzt sich aus mehreren Objektiven bzw. Mikroskopobjektiven 4 als Optikeinheit 4 zusammen, die wahlweise unterschiedlich große Bildausschnitte der Probe 1 auf eine Aufzeichnungseinheit 5 abbilden. Bei der Aufzeichnungseinheit 5 handelt es sich um einen CCD-Chip mit beispielsweise 1 Million Pixeln. Das auf dem CCD-Chip erzeugte Bild der transmittierten Probe 1 wird in einer Steueranlage 7 als Einzelbild E aufgenommen. Wie angedeutet, setzt die Steueranlage 7 mehrere Einzelbilder E zu einem Gesamtbild zusammen.

Die Steueranlage 7 steuert auch die Stellvorrichtung 2 bzw. die Verstelleinheit 2, 3 sowie ggf. die Optikeinheit 4, indem ein gewünschtes Objektiv 4 ausgewählt wird. Zusätzlich steuert die Steueranlage 7 auch die Stellvorrichtung 6 in Z-Richtung. Tatsächlich ermöglicht die dargestellte Vorrichtung mit Hilfe der Stellvorrichtung 6 sowohl eine automatische Fokussierung der Probe 1 mit Hilfe des ausgewählten Objektives 4 als auch eine manuelle Fokussierung mit dem dargestellten Handrad 6.

Bei der Fokussierung wird mit Hilfe der Stellvorrichtung 6 ein Abstand A zwischen der Probe 1 und der Abtasteinrichtung 4, 5 verändert. Ausgehend von der zeichnerisch dargestellten Anfangsposition der Verstelleinheit 2, 3 gegenüber der Abtasteinrichtung 4, 5 gibt dieser Abstand A ein maximal mögliches Bewegungsfenster F für die Verstelleinheit 2, 3 vor, innerhalb dessen mechanische Kollisionen mit der Abtasteinrichtung 4, 5 ausgeschlossen sind. Tatsächlich wird das Bewegungsfenster F meist kleiner als der besagte (maximale) Abstand A eingestellt, beispielsweise beträgt das Bewegungsfenster F 80 % des Abstandes A, so dass gilt:

F = 0,8 A.

Um nun das Bewegungsfenster F bzw. den Abstand A im Detail variabel festzulegen und zu erfassen, verfügt die dargestellte Vorrichtung über zumindest einen Probensensor 8, welcher einmalig oder kontinuierlich Abstandsmesswerte, also den Abstand A, zwischen der Probe 1 und/oder der Verstelleinheit 2, 3 und der Abtasteinrichtung 4, 5 an die Steueranlage 7 meldet. Zusätzlich kann die Probe 1 mit Hilfe des Probensensors 8 hinsichtlich ihrer Probendimensionen abgetastet werden. So wird meistens vorgegangen.

Im Beispielfall der 1 ist der Probensensor 8 an einem ortsfesten Haltearm für die Abtasteinrichtung 4, 5 angeordnet. Der Probensensor 8 misst (berührungslos) und meistens einmalig den Abstand A', zum Probentisch 3. Wenn das ausgewählte Objektiv 4 bekannt ist und auch dessen Dimensionen, so lässt sich aus einem Überstand Ü des Objektives 4 gegenüber einer Unterkante des Haltearmes auf den Abstand des Objektives 4 gegenüber dem Probentisch 3 wie folgt rückschließen: A = A' – Ü – H, wobei H die "Höhe" der Probe 1 über dem Probentisch 3 angibt und beispielsweise zuvor bestimmt wurde. Selbstverständlich kann der Probensensor 8 auch unmittelbar (kopfseitig) am Objektiv 4 angebracht sein und kontinuierlich den Abstand A an die Steueranlage 7 übermitteln.

Als weitere Alternative tastet der Probensensor 8 die Probe 1 hinsichtlich ihrer Probendimensionen ab, was üblicherweise berührungslos geschieht. Zu diesem Zweck kann der Probensensor 8 die Probe 1 seitlich beleuchten und aus dem Schattenbild auf dessen Höhe "H" schließen (vgl. 3). Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Probensensor 8 jedoch fest an der Abtasteinrichtung 4, 5 bzw. einem Objektiv 4 angebracht und misst den Abstand A von seinem Anbringungsort bis zu einem Kopf der Probe 1. Dieser Kopf fällt üblicherweise mit der Oberfläche eines Deckglases zusammen, wobei die Probe 1 zwischen dem besagten Deckglas und einem Objektträger platziert ist, wie die 3 deutlich macht.

Jedenfalls ist der Probensensor 8 in der Lage, die Höhe H der Probe 1 im Vergleich zur Oberfläche des Probentisches 3 zu bestimmen und auch den Abstand A der Probe 1 bis zur Unterkante des Objektives 4 sowie ggf. den Abstand A'. Unter der Voraussetzung, dass in der Steueranlage 7 bekannt ist, welches Objektiv 4 aktuell zum Einsatz kommt, und zwar unter Berücksichtigung der hiermit verbundenen Abmessungen, insbesondere des Überstandes Ü, kann mit Hilfe der Höhe H unmittelbar auf den Abstand A rückgeschlossen werden, wenn beispielsweise der Probensensor 8 den Abstand A' misst. Denn dieser Abstand A ergibt sich einfach aus dem Abstand des ausgewählten Objektives 4 bzw. dessen Überstand Ü und seinem Abstand gegenüber der Oberfläche des Probentisches 3 abzüglich der Höhe H der Probe 1.

Basierend auf diesem ermittelten variablen Abstand A gibt die Steueranlage 7 nun das Bewegungsfenster F nach der zuvor angegebenen Vorschrift (F = 0,8 A) vor. Um nun Bewegungen der Abtasteinrichtung 4, 5 gegenüber der Probe 1 dynamisch zu berücksichtigen, ist neben dem Probensensor 8 zusätzlich ein Verstellsensor 9 realisiert, welcher Bewegungen der Verstelleinheit 2, 3 erfasst. Im Ausführungsbeispiel ist der Verstellsensor 9 dem Handrad 6 bzw. der Stellvorrichtung 6 zur Bewegung der Abtasteinrichtung 4, 5 in Z-Richtung zugeordnet.

Tatsächlich handelt es sich bei dem Verstellsensor 9 um einen Drehwinkelsensor, welcher Bewegungen des Handrades 6 bzw. des zusätzlich oder alternativ vorgesehenen Stelltriebes 6', erfasst. Je nachdem, wie sich die Abtasteinrichtung 4, 5 – beginnend in ihrer Anfangsposition – gegenüber dem Probentisch 3 und folglich der Probe 1 bewegt, errechnet die Steueranlage 7 aus dem zugehörigen Verstellweg – erfasst mit Hilfe des Verstellsensors 9 – den verbleibenden Abstand A zwischen dem Mikroskopobjektiv 4 und der Probe 1. Dazu braucht der Abstand A lediglich einmal in der Anfangsposition der Abtasteinrichtung 4, 5 gegenüber der Probe 1 ermittelt werden. Sämtliche Änderungen des Abstandes A werden dann über den Verstellsensor 9 und die Steueranlage 7 über den Verstellweg berücksichtigt. Um die Sicherheit zu steigern, wird jedoch in der Regel der Abstand A kontinuierlich gemessen und mit den über den Verstellweg und den Verstellsensor 9 errechneten Werten in der Steueranlage 7 auf Übereinstimmung geprüft.

Kommt es zu einer Abweichung, wird ein Alarmsignal ausgegeben und/oder die Stellvorrichtung 6 mittels der Steueranlage 7 blockiert. Dasselbe tritt ein, falls das Bewegungsfenster F bestimmte vorgegebene Werte unterschreitet. Dabei kann je nach der Geschwindigkeit der Verstellung in Z-Richtung auch mit anderen Multiplikatoren als 0,8 gearbeitet werden, um das Bewegungsfenster aus dem Abstand A abzuleiten. Denkbar ist es, bei großen Geschwindigkeiten der Abtasteinrichtung 4, 5 in Z-Richtung den Faktor bis auf 0,5 zu verringern. Dagegen lässt eine langsame Verstellung in Z-Richtung unter Umständen auch Werte bis 1,0 zu.

Erreicht bei diesem Vorgang also die Abtasteinrichtung 4, 5 einen minimalen Abstand A gegenüber der Probe 1 bzw. eine Untergrenze des Bewegungsfensters F, so geht das Handrad 6 leer bzw. es wird ein Warnsignal ausgegeben. Tatsächlich ist das Handrad 6 nämlich nicht unmittelbar mechanisch an einen Stelltrieb oder dergleichen gekoppelt, sondern es werden vielmehr Drehbewegungen des Handrades 6 mit dem Verstellsensor 9 erfasst und abgegriffen und dann erst in Stellbewegungen des zusätzlich vorgesehenen Stelltriebes 6' umgewandelt. Zuvor sind diese Stellbewegungen des Handrades 6 und damit Verstellwege des Verstellsensors 9 in der Steueranlage 7 ausgewertet worden, und zwar dahingehend, ob der hiermit verbundene Verstellweg möglich ist oder nicht. Wird der minimale Abstand A zwischen der Probe 1 und dem Mikroskopobjektiv 4 unterschritten (beispielsweise 1 mm oder ein anderer Wert, je nach Anwendungsfall), so sorgt die Steueranlage 7 im Beispielfall dafür, dass der Stelltrieb 6' nur soweit verstellt wird, dass der Minimalabstand eingehalten wird.

Darüber hinaus und unabhängig von der bisher beschriebenen Funktionsweise ist der Probensensor 8 nicht nur in der Lage, den variablen Abstand A mit Hilfe der Steueranlage 7 zu ermitteln und das Bewegungsfenster F vorzugeben. Vielmehr kann mit Hilfe des Probensensors 8 zusätzlich die jeweilige Position der Abtasteinrichtung 4, 5 gegenüber der Probe 1 in der Steueranlage 7 mitprotokolliert werden. Wenn diese protokollierten Werte gleichzeitig mit denjenigen des Verstellsensors 9 verglichen werden, können Aussagen über die Stellgenauigkeit des Handrades 6 bzw. des zusätzlich oder alternativ vorgesehenen Stelltriebes 6', getroffen werden.

Auch ist es möglich, aus etwaigen Abweichungen zwischen der tatsächlich gemessenen Position der Abtasteinrichtung 4, 5 im Vergleich zu der Vorgabe entsprechend dem Verstellsensor 9 ggf. eine Korrektur vorzunehmen. D. h., mit dem Stelltrieb 6' bzw. dem Handrad 6 wird ein bestimmter Abstand A der Abtasteinrichtung 4, 5 gegenüber der Probe 1 eingestellt und mit dem tatsächlich erreichten und seitens des Probensensors 8 gemessenen Wert verglichen. Wenn nun diese Prozedur für verschiedene Abstände A durchgeführt wird, so lassen sich jeweils Korrekturwerte K in Abhängigkeit von dem Abstand A vorgeben entsprechend K (A).

Dadurch ist die Erfindung in der Lage, auf besonders aufwendig gearbeitete Stelltriebe 6' bzw. Handräder 6 zu verzichten, weil letztlich der Probensensor 8 in Verbindung mit dem Verstellsensor 9 sowie der Steueranlage 7 für eine entsprechende Korrektur und den Ausgleich evtl. (mechanischer) Ungenauigkeiten sorgt.


Anspruch[de]
Verfahren zur optischen Abtastung einer Probe (1), mit einer Verstelleinheit (2, 3) sowie einer Abtasteinrichtung (4, 5), wonach die Probe (1) mittels der von einer Steueranlage (7) beaufschlagten Verstelleinheit (2, 3) gegenüber der Abtasteinrichtung (4, 5) bewegt wird, oder umgekehrt, und wonach mittels eines Probensensors (8) ein Bewegungsfenster (F) für die Verstelleinheit (2, 3) definiert wird, innerhalb dessen mechanische Kollisionen mit der Abtasteinrichtung (4) ausgeschlossen sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

– der Probensensor (8) die Probe (1) hinsichtlich ihrer Probendimensionen berührungslos abtastet, indem

– der Probensensor (8) die Probe (1) seitlich beleuchtet und aus dem Schattenbild auf deren Höhe (H) schließt und folglich

– einen zwischen der Probe (1) und der Abtasteinrichtung (4, 5) vorhandenen Freiraum erfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsfenster (F) in Abhängigkeit verschiedener Parameter wie der Größe der Probe (1), der Anfangsposition und Geschwindigkeit der Verstelleinheit (2, 3) sowie ggf. der Ausgestaltung der Verstelleinheit (2, 3) variabel eingestellt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsfenster (F) Bewegungen der Verstelleinheit (2, 3) in einer Dimension begrenzt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Probensensor (8) einmalig oder kontinuierlich Abstandsmesswerte zwischen der Probe (1) und/oder der Verstelleinheit (2, 3) und der Abtasteinrichtung (4, 5) an die Steueranlage (7) meldet. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Probensensor (8) ein Verstellsensor (9) realisiert wird, welcher Bewegungen der Verstelleinheit (2, 3) erfasst. Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Probe (1), mit einer Verstelleinheit (2, 3) sowie einer Abtasteinrichtung (4, 5), wobei die Probe (1) mittels der von einer Steueranlage (7) beaufschlagten Verstelleinheit (2, 3) gegenüber der Abtasteinrichtung (4, 5) bewegt wird, oder umgekehrt, und wobei mittels eines Probensensors (8) ein Bewegungsfenster (F) für die Verstelleinheit (2, 3) definiert wird, innerhalb dessen mechanische Kollisionen mit der Abtasteinrichtung (4, 5) ausgeschlossen sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

– der Probensensor (8) die Probe (1) hinsichtlich ihrer Probendimensionen berührungslos abtastet, indem

– der Probensensor (8) die Probe (1) seitlich beleuchtet und aus dem Schattenbild auf deren Höhe (H) schließt und folglich

– eine zwischen der Probe (1) und der Abtasteinrichtung (4, 5) vorhandenen Freiraum erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Probensensor (8) zusätzlich oder alternativ die Probe (1) abtastet. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Probensensor (8) ein Verstellsensor (9) vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellsensor (9) einer oder mehreren Verstelleinrichtungen (2, 6) der Verstelleinheit (2, 3) zugeordnet ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com